Khi oxy húa toluene bằng KMnO4 trong nước ta thu đƣợc axit benzoic ở dạng muối kali benzoat
C6H5-CH3 + 2KMnO4 C6H5-COOK + 2 MnO2 + KOH + H2O
Khi kết thỳc phản ứng, loại KMnO4 dƣ bằng ancol etylic hoặc axit oxalic, lọc loại bỏ mangan dioxit. Bốc hơi dịch lọc, thờm từ từ axit clohydric đặc đến phản ứng axit sẽ thu đƣợc axit benzoic ở dạng kết tinh.
C6H5-COOK + HCl C6H5-COOH + HCl
Lọc, rửa tủa bằng nước lạnh. Lấy kết tủa và sấy khụ ở ngoài khụng khớ. (Axit benzoic cú thể tinh chế bằng phương phỏp thăng hoa).
II. Cỏc bƣớc tiến hành thớ nghiệm
Cho 1,0 gam toluen, 75 ml nước cất và vài viờn đỏ bọt (hoặc mảnh sứ) vào bỡnh cầu đỏy trũn
dung tớch 150 ml. Lắp ống sinh hàn hồi lƣu và đun hỗn hợp cỏch lƣới amiăng sụi nhẹ. Trong khi
lắc đều, cho từ từ từng phần của 3,4 gam KMnO4 vào bỡnh (qua ống sinh hàn) trong khoảng 1,0 giờ. Sau khi cho hết KMnO4 , dựng vài ml nƣớc rút qua ống sinh hàn để hũa tan hết những tinh
thể KMnO4 bỏm trong ruột ống.
Tiếp tục đun núng và lắc liờn tục khoảng 4,0 giờ nữa.
Làm lạnh hỗn hợp, lọc bỏ MnO2 trờn phễu thủy tinh (cú thể lọc trờn phễu Buchner để loại hết MnO2) để lấy dung dịch trong. Rửa kết tủa MnO2 bằng 10 ml nƣớc núng (rửa như vậy 2 lần)
Gộp phần dung dịch rửa và phần nước lọc vào cốc thủy tinh, đun trờn bếp điện (qua lưới amiang) hoặc trờn nồi cỏch cỏt cho đến khi thể tớch dung dịch cũn khoảng 10 – 15 ml. Lọc lần nữa trờn phễu thủy tinh để loại hết MnO2 và cũng rửa kết tủa bằng 10 ml nƣớc núng. Tiếp tục cụ dung dịch cho đến khi đạt thể tớch 7 – 10 ml. Để nguội dịch lọc rồi axit húa bằng axit HCl loóng (1: 1) cho đến
phản ứng axit theo giấy đỏ Cụnggụ. Axit benzoic tỏch ra dưới dạng kết tủa trắng. Lọc hỳt qua phễu Buchner sẽ thu được axit benzoic, rửa kết tủa bằng một lượng nhỏ nước lạnh, làm khụ trong khụng khớ. Hiệu suất : 1 gam (khoảng 80% so với lớ thuyết), núng chảy ở 1220C.
Lƣu ý:
- Toluen độc, tỏc dụng lờn hệ thần kinh nờn trong khi đun khụng để toluen bay ra ngoài, hoặc rớt vào da.
- Trƣớc khi axit húa dung dịch lọc, cần đảm bảo khụng cũn vẩn đục của MnO2 (lọc bỏ tiếp) và
màu hồng của KMnO4 (loại bằng ancol etylic hoặc axit oxalic).
I. Cỏc bƣớc tiến hành thớ nghiệm
Cho 2 ml ancol etylic vào bỡnh Vuyếc dung dịch 150ml, nhỏ từ từ 1,5 ml H2SO4 đặc vào ancol trong
bỡnh, đồng thời lắc đều. Đậy bỡnh bằng nỳt cú lắp phễu nhỏ giọt. Lắp ống sinh hàn ruột thẳng vào nhỏnh bỡnh cầu, đuụi ống sinh hàn cú ống nối cong dẫn vào bỡnh hứng. Rút vào phễu chiết hỗn hợp gồm 30 ml ancol etylic và 4,9 gam axit benzoic, lắc nhẹ. Đun bỡnh phản ứng trờn bếp cỏch cỏt đến
nhiệt độ 140oC rồi nhỏ từ từ hỗn hợp ancol và axit benzoic xuống bỡnh với tốc độ bằng tốc độ chất lỏng chảy sang bỡnh hứng. Trong suốt thời gian phản ứng luụn giữ nhiệt độ ở 140o
C.
Sau khoảng một giờ rưỡi phản ứng kết thỳc, chuyển chất lỏng ở bỡnh hứng vào phễu chiết, lắc chất lỏng với dung dịch Na2CO3 cho đến khi đạt mụi trường trung tớnh hoặc kiềm yếu, kiểm tra bằng giấy quỳ. Thỏo bỏ lớp nước ở dưới. Lắc lớp este (ở trờn) với dung dịch CaCl2 bóo hũa để loại ancol dư. Tỏch lấy lớp este ở trờn, làm khụ bằng CaCl2 khan hoặc Na2SO4 khan. Chưng cất trong bỡnh Vuyếc trờn nồi nước sụi, thu este etyl benzoat ở nhiệt độ 70oC. Nhận biết etylbenzoat bằng quan sỏt là chất lũng khụng màu, trong suốt, cú mựi thơm của quả chớn
Chỳ ý: Etyl benzoat cú thể tạo hỗn hợp đẳng phớ như sau: Hỗn hợp 91,8% ester với 8,2% nước sụi ở 70,40C.
Hỗn hợp 69,2% ester với 30,8% alcol ethylic sụi ở 71,80C.
Hỗn hợp 83,2% ester, 9% alcol ethylic và 7,8% nước sụi ở 70,30C.